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活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术分析


第3 7卷 20 0 9年 8月













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YUNN AN L C RI O E E T C P WER



活 性炭 吸附法 联 合 脱硫 脱 硝 技术 分 析
段 丽
昆明 6 0 5 ) 5 0 1

( 南省 电力设计 院 ,云南 云

摘要 :分析 了活性 炭吸 附 法联 合 脱硫脱硝 的原 理 ,工 艺流程及其 优缺 点的 比较 ,指 出活性 炭吸 附法脱硫

脱硝技 术是 一种 先进 的烟 气净化技 术 ,是 未来 烟 气脱硫 脱硝技 术的发展 方 向.
关键 词 :活性炭 烟 气净化 脱硫 脱硝 文章 编 号 :1 0 7 4 ( 0 9 4— 0 8— 2 0 6— 3 5 2 0 )0 0 5 0 中图分类 号 :T 2 M6 文献标识 码 :B

● ■ -● I 刖 ·一 _ 舌 ■ _ '

吸附法 是利 用吸 附剂 对 N x的 吸附量 随 温度 O 或 压力 的变 化 而变 化 的 原理 ,通 过 周期 性 地 改 变

燃煤 锅炉都 要求控 制 S :和 N x的排 放 ,目 O O 前联合 烟气脱 硫 脱 硝 技 术有 多种 ,但 是大 部 分技

反应 器 内的温度 和压力 ,来 控 制 N x的吸 附 ,以 O 达 到将 N x 汽源 中分离 出来 的 目的. O 从 如果在 活性 炭 脱硫 系 统 中加 入 氨 ,即 可 同 时
脱除 N x O ,反 应方程式 如下 :
4NO +4NH3+02 4N2+6H2 0

术因初投资大,运行 费用高,治污产物利用难 ,
存 在二 次污染 等 ,限制 了 推 广应 用 .活性 炭 吸 附

法联合脱硫脱硝技术具有能够实现治污产物资源
化利用 ,吸附 剂 可循 环 使 用 ,脱硫 脱 硝 效率 高 等
优点 ,是有发展 前景 的联 合脱硫 脱硝技术 .

与此 同时 在吸收塔 内还存 在 以下 的副 反应 :
NH3+ H2 O —' S 4 NH4 O HS 4

2 活 性炭 吸 附法 的 原 理
2 1 活性炭 吸附 法脱硫原 理 .

2 H + H S 4+ ( H )2 S 4 N 3 2O_ N 4 H O S: O 脱除 反 应 一 般 优 先 于 N x的 脱 除 反 应 , O

活性 炭具 有 较 大 的 表 面 积 , 良好 的孔 结 构 ,

丰富 的表 面基 团 ,高效 的原 位 脱 氧能 力 ,同 时有 负载性 能和还 原 性 能 ,所 以 既可 作 载体 制得 高 分

烟气 中 S : 度 较 高 时 ,活性 炭 内进 行 的是 S : O 浓 O
脱 除反应 ;S :浓 度 较低 时 ,N x脱 除 反 应 占主 O O
导地位 .

散的催化体系,又可作还原剂参与反应提供一个 还原环境 ,降低反应温度.S H O被吸 O ,0 与 :
附剂 吸附 ,发生下 述总反 应 :
2 0 S 2+2 02+2 O_ 2 S H2 + H2 O4

3 活 性 炭 吸 附法 流 程

活性炭 吸收 S : N x后 生成 的物 质存 在 于 O 和 O 活性 炭表 面的微孔 中 ,降低 了活性 炭 的吸附能 力 ,

因此对吸附 S O 后表面上生成硫酸的活性炭要定 期再生 ,先用水洗 ,得到稀硫酸溶液 ,然后对活 性炭进行干燥.对吸附 S O 的活性炭加热 ,硫酸 在炭的作用下还原 为 s : O ,得到富集,可用 于生 产硫酸或硫磺 ,但要消耗一部分活性炭.
2 2 活性炭 吸附法 脱硝原 理 .
收稿 日期 :2 0 0 0 9- 3一l 9
58
, ' H u' u

1文丘 里洗涤器 ;2 吸附器 ;3活性 炭床 ; 一 - -
4 循 环槽 ;5 浸没燃烧 器 ;6 冷却器 ; - 滤器 ; — — — 7过

图l 活 性炭 吸附法烟 气脱硫 工艺 流程

含 S 的烟气 在文丘里 洗涤 器 内用稀 硫酸 先 O

洗涤,经除尘,降温后进人 固定床或活性炭吸附

第3 7卷

活 性炭 吸附法联合 脱硫脱硝 技术分 析

20 0 9年 第 4期

器 ,经净 化 后 排 空 .在 气 流 连续 流 动 的 情 况 下 , 从 吸附器顶 部 间歇 喷 水 ,洗 去 吸附 剂上 生 成 的硫
酸 ,得到 1 % 一1 %浓 度 的硫酸 ,它进 入 文丘 里 0 5

对废气 中的 N x O 进行回收利用,占地面积小.
4 2 缺点 .

1 )活性炭价格 目前相对较 高 ;强度低 ,在 吸

洗 涤器后被 蒸发浓 缩 至 2 % ~ 0 5 3 %浓 度 ,再经 浸

附,再生,往返使用中损耗大;挥发分较低,不
利于脱 硝 . 2 )吸附 法脱 硫 存 在 脱 硫 容 量 低 ,脱 硫 速 率 慢 ,再 生频繁 等 缺点 .水 洗 再 生耗 水 量 大 ,易造
成 二次 污染 .

没式燃烧器等进一步提浓 ,最终浓度可达 7 %, 0
能用于化肥 生产 .

原烟气

3 吸 附 剂 吸 附 容 量 有 限 ,常 须 在 低 气 速 ) (. 0 3—12 / )下 运 行 ,因 而 吸附 器体 积较 大 ; .m s 活性 炭 易 被烟气 中 的 O 2氧化 导 致损 耗 ;长期 使 用后 ,活性炭会 产生 磨损 ,并 会 因微 孔堵 塞 而丧
失 活性 ,从 而需要再生处 理 .

l 吸附器 ;2 热风炉 ;3 脱 吸器 ; 一 — - 4 S r 原 炉 ;5冷却 器 ;6除尘器 ; 一 囟; - Oi ~ — 一 7烟

图2 活性炭 加氨 法脱 硝工艺流 程

4 )过 程为 间歇操作 ,投资 费用高 ,能耗大 .

4 活性炭 吸 附法优 缺 点
4 1 优点 . 1 )活性 炭材 料本身具有非 极性 ,疏 水 性 ,较 高 的化学稳定 性 和热 稳 定性 ,可进 行 活 化和 改进 性 ,还具有催 化 能力 ,负载性 能 和还原 性 能 以及 独特 的孔隙结构 和表 面化学特性 .

5 结束 语
活 性炭 吸附法 联合 脱硫脱 硝 技术 是一 种先 进

的烟 气净化技 术 ,是 未 来烟 气 脱硫 脱硝 技术 的发 展方 向,我 国关 于 活性 炭联 合脱 硫 脱硝 工 艺 的研 究和 开发大 多处 于试验 阶段 ,今后 应加 强这 方 面 的投 入 ,开发 出适合 国情 的活性 炭联 合 脱硫 脱硝
工艺 .

2 )在近 常温 下 可 以实 现联 合 脱除 S O O ,N x 和粉 尘 的一 体 化 ,S 脱 除 率 可 达 到 9 % 以上 , O 8
N x的脱除率 可超过 8 %. 同时吸收 塔 出 口烟 气 O 0 粉尘含量 2 mg m . 0 /

参考文 献

[] 1 杨旭 中 . 燃煤 电厂脱硫装置 [ M].中
国电力 出版社 ,20 0 6年 6月 .

3 O 的脱 除率 很高 ,且 能 除去废 气 中的碳 )S ,
氢化合物 . 4 )产生可 出售 的副 产品 ,可 以有 效地 实现 硫 的资源化 .

[ ]高巨宝,樊越胜 ,邹 峥,曹子栋 .烟气 2 联合脱硫脱硝技 术的对比研 究 [ ].锅炉技术, J
20 0 6年 9 月 .

[ ]孙 晶,徐 铮 . 3 活性炭材料在或电厂烟气 脱硫脱硝 中的应用 [].电力环境保护, 08年 J 20
2月 .

5 )吸附剂可循环使用,处理 的烟气排放前
不 需要加热 ,投资 省 ,工 艺简单 ,操作方 便 ,可

华 能 开建 国 内首 座 I O 电站 G C
7月 6 日,我 国首座 自主开发 ,设 计 ,制 造并 建设 的 IC ( G C 整体煤 气化联 合循 环 发 电 系统 ) 示 范

工程项 目 ——华能天津 IC G C示范电站在天津临港工业区正式开工,标志着我 国具有 自 主知识产权,代 表世 界清 洁煤发 电技 术前 沿水平 的 " 色煤 电" 计 划取得 了实质性进 展. " 色煤 电" 计 划将 用 1 绿 绿 0年 左右时间,分三个阶段 ,第一阶段 ,在 2 1 年前 ,建成 2 01 5万千瓦级 IC G C示范电站.第二阶段 ,研发 绿 色煤 电关键技 术 .第三 阶段 ,实施绿 色煤 电示范项 目,于 2 1 0 6年左右 建成 4 O万千瓦级绿 色煤 电示 范
工 程
5 9

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